觀看寶石的系統(tǒng)、設備及方法與流程
本發(fā)明涉及觀看寶石的領(lǐng)域，且更特定而言涉及觀看寶石的方法、裝置及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
縱觀歷史，工匠們已努力從寶石產(chǎn)生吸引人的照射效果，在歷史上已通過切割寶石使得光可被捕獲且被重新引導至一觀察者的眼睛而進行。
在寶石上使用各種切割，使得復數(shù)個刻面形成于該寶石上。在冠部的刻面捕獲光，然而在寶石的亭部的刻面通過全內(nèi)反射來反射光。光的捕獲及重新引導賦予被照射的寶石的外觀，其中照射效果是包含輝度、火彩及閃爍的參數(shù)的那些效果。
寶石的切割精度影響諸如鉆石的寶石的性能，且更好地定義的圖案可提供(例如)更尖銳的開關(guān)閃爍及色散的更多原色。已知精密切割以最大化施加至鉆石的所有可用光的返回，這是所有刻面彼此精確對準的結(jié)果。
當用此精度切割其刻面反射彼此重疊的鉆石時，此在通常從鉆石的冠部或亭部觀察時產(chǎn)生均勻的千變?nèi)f化的圖案。
為了達成此精度，除增加工作時間及成本之外還需要增加石頭浪費。世界上的鉆石的僅一小部分是用此精度切割的，以提供卷曲均勻的圖案。
達到此精度的鉆石切割的一主要示例在此項技術(shù)中稱作“八心八箭(heartsandarrows)”精密切割，其是傳統(tǒng)57個刻面的圓形明亮切割的精密切割變化形式。由于在顛倒觀看時(“亭部”)，重疊反射在亭部中形成八個對稱心形的圖案，且在上側(cè)向右觀看(“冠部”)時，可看到冠部中的八個輻射箭頭，這樣的切割稱作“八心八箭”。用于觀看這種鉆石及光反射現(xiàn)象的裝置，將來自上面的光編碼為白色且將來自側(cè)面的光編碼為例如藍色或紅色或綠色。
可提供這種現(xiàn)象的其它鉆石切割是公主方切割(princesscut)，其通常具有在亭部上的24至48個刻面及在冠部上的17至29個切割以及圖案結(jié)果的變化形式。這樣的切割提供重疊反射，其形成在鉆石的亭部的一系列白色及紅色v、以及貫穿鉆石的冠部的主要“x”圖案。
觀看鉆石上的這種光圖案用于確定切割的質(zhì)量，其中通常較高精度切割提供相對于其它刻面反射圖案更均勻或一致的刻面反射圖案。
用于觀看寶石(諸如“八心八箭”質(zhì)量鉆石)中的圖案的觀看裝置是在一端處具有放大透鏡、以及用于鉆石的定位器的圓柱形裝置，且照射來自環(huán)境光。為觀看箭頭圖案，插入鉆石使得冠部面朝放大透鏡，且為觀看心形圖案，鉆石的亭部面朝放大透鏡。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明尋求減輕與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)聯(lián)的至少一個缺陷。
本發(fā)明可涉及數(shù)個廣泛形式。本發(fā)明的實施例可包含本文中所描述的不同廣泛形式的一個或任意組合。
在第一廣泛形式中，本發(fā)明提供一種可選擇地觀看寶石的復數(shù)個光可激活特征中的至少一個光可激活特征的方法，其中由第一光源可選擇地照射對應于該至少一個光可激活特征的該寶石的復數(shù)個部分中的至少一個部分，以便可選擇地激活該至少一個光可激活特征且提供對其的該選擇性觀看。
優(yōu)選地，該寶石的該復數(shù)個光可激活特征可形成光學可觀看圖案。
優(yōu)選地，該光學可觀看圖案可包含復數(shù)個心形、復數(shù)個箭頭、星形及復數(shù)個三角形中的至少一項。
優(yōu)選地，該寶石的該復數(shù)個部分可包含該寶石的刻面。優(yōu)選地，該第一光源可包含紅外線光源。
優(yōu)選地，該第一光源可包含led光源。
優(yōu)選地，該第一光源可包含復數(shù)個led。
優(yōu)選地，可離散地或可變地可選擇地激活該寶石的該至少一個光可激活特征。
優(yōu)選地，光分離器可被配置為用于引導從該第光源發(fā)射的光以可選擇地照射對應于該光可激活特征的該寶石的該至少一個部分，以便激活該至少一個光可激活特征。
優(yōu)選地，本發(fā)明可包含第二光源，該第二光源被配置為用于照射該寶石以便產(chǎn)生該寶石的可觀看彩色背景特征。
優(yōu)選地，該第二光源可包含紅色光源及藍色光源中的至少一項。
優(yōu)選地，該第二光源可包含復數(shù)個彩色光led。
優(yōu)選地，本發(fā)明可包含漫射體，該漫射體被配置為用于漫射從該第二光源發(fā)射的光。
優(yōu)選地，本發(fā)明可包含第三光源，該第三光源被配置為用于照射該寶石以便產(chǎn)生該寶石的可觀看閃爍特征。
優(yōu)選地，該第三光源可包含復數(shù)個白色光led。
優(yōu)選地，該系統(tǒng)進一步包括旋轉(zhuǎn)組件，該旋轉(zhuǎn)組件用于使該光源中的一個光源及該寶石相對于彼此圍繞光學獲取裝置的觀看軸旋轉(zhuǎn)，使得來自所述光源中的該光源的光在該旋轉(zhuǎn)之后朝向該寶石從一個刻面施加至毗鄰刻面。該旋轉(zhuǎn)組件可提供該第三光源及該寶石相對于彼此的旋轉(zhuǎn)，且其中朝向該寶石施加的光貫穿旋轉(zhuǎn)中是以一恒定強度從該寶石的刻面施加至毗鄰刻面以便提供該寶石的所述可觀看閃爍特征。
優(yōu)選地，本發(fā)明可包含光學觀看單元，該光學觀看單元用于觀看該寶石的該光可激活特征的光學表示。
優(yōu)選地，該光學觀看單元可包含電視顯示器、計算機監(jiān)視器、及智能電話或便攜式通信裝置的顯示屏幕中的至少一個。
優(yōu)選地，該寶石的該光可激活特征可經(jīng)由無線通信鏈路傳送至該觀看顯示單元以用于觀看。
優(yōu)選地，本發(fā)明可包含放大單元，該放大單元用于光學地放大該寶石的該光可激活特征的該表示。
優(yōu)選地，該放大單元可被配置為提供該寶石的該光可激活特征的該表示的包括相對較低放大倍數(shù)的第一放大視圖及該寶石的另一特征的表示的包括相對較高放大倍數(shù)的第二放大視圖，其中該寶石的該另一特征包含標記特征。
優(yōu)選地，該光學觀看單元可被配置為互換地顯示該第一放大視圖及該第二放大視圖，或同時顯示該第一放大視圖及該第二放大視圖(由此將該第一放大視圖插入到該第二放大視圖內(nèi)來顯示)。
優(yōu)選地，本發(fā)明可包含控制器，該控制器用于控制該第一光源、該第二光源及該第三光源中的至少一個以根據(jù)預定光照序列照射該寶石。
優(yōu)選地，該預定光照序列可與音樂同步。
在第二廣泛形式中，本發(fā)明提供一種用于可選擇地觀看寶石的復數(shù)個光可激活特征中的至少一個光可激活特征的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含：
第一光源，其被配置為用于可選擇地照射與該寶石的該至少一個光可激活特征對應的該寶石的復數(shù)個部分中的至少一個部分，其中響應于該寶石的該至少一個部分的可選擇照射而激活該寶石的該至少光可激活特征；及
光學獲取裝置，其被配置為用于光學地獲取響應于該寶石的該至少一個對應部分的可選擇照射而激活的該至少一個光激活的特征的光學可觀看表示。
優(yōu)選地，該寶石的該復數(shù)個光可激活特征可形成光學可觀看圖案。
優(yōu)選地，該光學可觀看圖案可包含以下各項中的至少一個：復數(shù)個心形、復數(shù)個箭頭、星形、及復數(shù)個三角形。
優(yōu)選地，該寶石的該復數(shù)個部分可包含該寶石的刻面。
優(yōu)選地，該第一光源可包含紅外線光源。
優(yōu)選地，該第一光源可包含led光源。
優(yōu)選地，該第一光源可包含復數(shù)個led。
優(yōu)選地，可離散地或可變地可選擇地激活該寶石的該至少一個光可激活特征。
優(yōu)選地，本發(fā)明可包含光分離器，該光分離器被配置為用于引導從該第一光源發(fā)射的光以可選擇地照射與該光可激活特征對應的該寶石的該至少一個部分以便激活該至少一個光可激活特征。
優(yōu)選地，本發(fā)明可包含第二光源，該第二光源被配置為用于照射該寶石以便產(chǎn)生該寶石的可觀看彩色背景特征。
優(yōu)選地，該第二光源可包含紅色光源及藍色光源中的至少一個。
優(yōu)選地，該第二光源可包含復數(shù)個彩色光led。
優(yōu)選地，本發(fā)明可包含漫射體，該漫射體被配置為用于漫射從該第二光源發(fā)射的光。
優(yōu)選地，本發(fā)明可包含第三光源，該第三光源被配置為用于照射該寶石以便產(chǎn)生該寶石的可觀看閃爍特征。
優(yōu)選地，該第三光源可包含復數(shù)個白色光led。
優(yōu)選地，本發(fā)明可包含光學觀看單元，該光學觀看單元用于觀看由該光學獲取裝置光學地獲取的該寶石的該光可激活特征的該光學表示。
優(yōu)選地，該光學觀看單元可包含電視顯示器、計算機監(jiān)視器、及智能電話或便攜式通信裝置的顯示屏幕中的至少一個。
優(yōu)選地，本發(fā)明可包含無線通信鏈路，由該光學獲取裝置獲取的該寶石的該光可激活特征的該光學表示可經(jīng)由該無線通信鏈路從該光學獲取裝置傳送至該觀看顯示單元以用于在其上觀看。
優(yōu)選地，本發(fā)明可包含放大單元，該放大單元用于光學地放大該寶石的該光可激活特征的該表示。
優(yōu)選地，該放大單元可被配置為提供該寶石的該光可激活特征的該表示的包括相對較低放大倍數(shù)的第一放大視圖及該寶石的另一特征的表示的包括相對較高放大倍數(shù)的第二放大視圖，其中該寶石的該另一特征包含標記特征。
優(yōu)選地，該光學觀看單元可被配置為互換地顯示該第一放大視圖及該第二放大視圖，或同時顯示該第一放大視圖及該第二放大視圖(由此，該第一放大視圖插入在該第二放大視圖內(nèi)顯示)。
優(yōu)選地，本發(fā)明可包含控制器，該控制器用于控制該第一光源、該第二光源及該第三光源中的至少一個以根據(jù)預定光照序列照射該寶石。
優(yōu)選地，本發(fā)明可包含用于同步該預定光照序列與音樂的裝置。
優(yōu)選地，該系統(tǒng)可被配置為便攜式單元。
優(yōu)選地，該第一光源可被配置而以大致在大約75度至83度的范圍內(nèi)的角度照射該寶石的該復數(shù)個部分中的該至少一個部分。
優(yōu)選地，本發(fā)明可包含具有內(nèi)環(huán)部分及外環(huán)部分的pcb，其中該第一光源安裝于該內(nèi)環(huán)部分上且該第二光源及該第三光源可安裝于該外環(huán)部分上。
優(yōu)選地，本發(fā)明可進一步提供寶石的刻面上的不可見標記的觀看，借此由形成于該寶石的拋光的刻面的外表面上的一個或多個突出提供該標記，其中該固態(tài)材料的該拋光的刻面具有小于50nm的平均表面粗糙度。
優(yōu)選地，這樣的不可見標記可由所形成的復數(shù)個突出形成，該突出可被納米定大小以便提供由于光學限制中的瑞利判據(jù)(rayleighcriterion)而對于肉眼不可見的信息標記。
優(yōu)選地，該一個或多個突出可布置成通過指定光照條件且通過配備相機的顯微鏡在可見及不可見光范圍中可觀看的周期性陣列。亦優(yōu)選地，該一個或多個突出可與毗鄰突出鄰接，以便形成布置成通過指定光照條件且通過配備相機的顯微鏡在可見及不可見光范圍中可觀看的周期性陣列的連續(xù)納米突出標記。
優(yōu)選地，該系統(tǒng)可進一步包含用于照射該標記以用于通過光學放大單元檢測及觀看該標記的又一光源，其中在施加特定光照條件光學觀看條件之后該光學觀看單元可在該可見及不可見光范圍中觀看該標記。
優(yōu)選地，這樣的標記可由包含以下各項的步驟形成(i)以使頂部表面材料突出的方式，朝向該寶石的拋光的刻面的外表面，施加聚焦的惰性氣體離子束局部輻射；其中來自所述聚焦的惰性氣體離子束的輻射的聚焦的惰性氣體離子穿透所述寶石的所述拋光刻面的該外表面；且輻射的聚焦的惰性氣體離子在壓力下導致該寶石在所述外表面下面的固態(tài)晶格內(nèi)的膨脹應變以便誘導該固態(tài)晶格的膨脹，且在該寶石的該拋光的刻面的該外表面上形成突出。優(yōu)選地，該聚焦的惰性氣體離子束具有在從5kev至50kev的范圍內(nèi)的波束能量及1fa至200pa的探針電流。該固態(tài)晶格可呈單晶體、多晶體或非晶形式的形式。
在另一廣泛形式中，本發(fā)明提供一種用于觀看寶石的表面的拋光的刻面的一部分上的物品上的又一可識別標記的系統(tǒng)，且該系統(tǒng)進一步包括：
光源，其用于與該可識別標記成預定入射角度的具有一個或多個預定波長的入射光；及
光學觀看裝置，其用于借助光學觀看裝置以該必需觀看角度觀看該可識別標記使得檢測局部極大值，
其中該可識別標記包括通過復數(shù)個離散的納米大小的凹陷或突出實體的二維或三維晶格形成的納米結(jié)構(gòu)，其中所述實體以相對于彼此的預定布置而布置在該拋光的刻面的預定義區(qū)域內(nèi)，且使得形成該物品的該刻面與空氣之間的外界面表面且形成該物品的該刻面與空氣之間的內(nèi)界面表面；
其中所述實體的所述預定布置是非均勻及非周期性布置，且其中所述實體被定大小且被塑形以便在入射光的反射之后導致光學散射，且從該內(nèi)界面表面至該外界面表面的距離大于所述拋光刻面的未標記部分的幅值；
使得在通過所述晶格以與所述晶格的預定入射角度反射具有一個或多個預定波長的入射光之后，誘導歸因于從所述晶格的光散射的干涉，使得反射光具有強度變化從而提供一個或多個波長的一個或多個局部極大值；且
可借助以必需觀看角度傾斜的該光學觀看裝置識別該標記使得檢測局部極大值。
在又一廣泛形式中，本發(fā)明提供一種用于觀看寶石的拋光的刻面上的又一非光學可識別標記的系統(tǒng)，其中在可見光光譜中可以是非光學可檢測的該非光學可檢測可識別標記在紫外線(uv)光譜中是可觀看的，且該系統(tǒng)包含用于照射所述標記的紫外線光源。
優(yōu)選地，該系統(tǒng)可進一步包含用于觀看所述又一標記的差動干涉對比(dic)顯微鏡或掃描電子顯微鏡(sem)。亦優(yōu)選地，可通過包含以下步驟的方法來形成這樣的標記：
(i)在被施加至由固態(tài)材料形成的物品的外表面的光阻劑的預定區(qū)域內(nèi)形成復數(shù)個凹陷，其中通過雙光子吸收光刻來形成所述復數(shù)個凹陷，且其中所述一個或多個凹陷至少部分地穿過該光阻劑、且從該光阻劑的外表面且朝向由固態(tài)材料形成的該物品的所述外表面而延伸；且
(i)施加蝕刻處理，使得曝露且蝕刻所述物品的該外表面的至少一部分，以便形成從該物品的該外表面延伸至該物品中且對應于所述復數(shù)個凹陷的復數(shù)個蝕刻部分；
其中所述光阻劑的所述預定區(qū)域定義待施加至所述物品的該外表面的可識別標記；其中所述復數(shù)個蝕刻部分在所述物品的該外表面上形成該非光學可識別標記；且其中該蝕刻部分的最大寬度小于200nm，使得該可識別標記在可見光光譜中是非光學可檢測的。
在另一廣泛形式中，本發(fā)明提供一種用于可選擇地觀看寶石的復數(shù)個光可激活特征中的至少一個光可激活特征的裝置，其中該裝置包含本發(fā)明的第二廣泛形式的系統(tǒng)。
在又一廣泛形式中，本發(fā)明提供一種驗證寶石的身份的方法，該方法包括：
可選擇地照射與寶石的至少一個光可激活特征對應的該寶石的復數(shù)個部分中的至少一個部分，其中響應于該寶石的該至少一個部分的可選擇照射而激活該寶石的該至少光可激活特征；
獲取響應于該寶石的該至少一個對應部分的可選擇照射而激活的該至少一個光激活的特征的光學可觀看表示；及
比較該光學可觀看表示與已知光學表示，借此該已知光學表示指示具體寶石。
優(yōu)選地，該寶石的該復數(shù)個光可激活特征形成光學可觀看圖案，且其中彼此重疊的刻面反射形成所述光學可觀看圖案。
在再一廣泛形式中，本發(fā)明提供一種用于驗證寶石的身份的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：
第一光源，其被配置為用于可選擇地照射與該寶石的該至少一個光可激活特征對應的該寶石的復數(shù)個部分中的至少一個部分，其中，響應于該寶石的該至少一個部分的可選擇照射而激活該寶石的該至少光可激活特征；
光學獲取裝置，其被配置為用于光學地獲取響應于該寶石的該至少一個對應部分的可選擇照射而激活的該至少一個光激活的特征的光學可觀看表示；及
處理器，用于比較該至少一個光激活的特征的該光學可觀看表示與已知光學表示，借此該已知光學表示指示具體寶石。
優(yōu)選地，該寶石的該復數(shù)個光可激活特征可形成光學可觀看圖案，且其中彼此重疊的刻面反射形成所述光學可觀看圖案。
在再一廣泛形式中，本發(fā)明提供一種用于評估寶石的復數(shù)個切割的精度的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：
第一光源，其被配置為用于可選擇地照射與該寶石的該至少一個光可激活特征對應的該寶石的復數(shù)個部分中的至少一個部分，其中響應于該寶石的該至少一個部分的可選擇照射而激活該寶石的該至少一個光可激活特征；
光學獲取裝置，其被配置為用于光學地獲取響應于該寶石的該至少一個對應部分的可選擇照射而激活的該至少一個光激活的特征的光學可觀看表示；及
處理器，用于比較該至少一個光激活的特征的該光學可觀看表示與已知光學表示，借此該已知光學表示指示該寶石的該刻面的切割參數(shù)。
附圖說明
依據(jù)結(jié)合附圖描述的本發(fā)明的優(yōu)選但非限制性實施例的以下詳細說明將更充分地理解本發(fā)明，其中：
圖1a示出置于“八心八箭”切割鉆石上的“心形”的光學可觀看圖案；
圖1b示出置于“八心八箭”切割鉆石上的“箭頭”的光學可觀看圖案；
圖2示出用于觀看寶石的第一實施例系統(tǒng)的功能性框圖的側(cè)視圖；
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的具有用于分離來自led中的每一個led的光的led分離器的錐形反射器的仰視圖；
圖4示出呈一星形形圖案的形式的寶石的示例性光學可觀看圖案；
圖5示出寶石的光可激活特征的示例性序列，其中該光可激活特征形成包含“箭頭”的表示及部件“箭頭”的光學可觀看圖案；
圖6示出寶石的光可激活特征的示例性序列，其中該光可激活特征形成包含“心形”的表示及部件“心形”的光學可觀看圖案；
圖7示出呈用于可選擇地觀看寶石的復數(shù)個光可激活特征中的至少一個光可激活特征的便攜式單元的形式的本發(fā)明的示例性實施例。
具體實施方式
寶石的切割精度影響諸如鉆石的寶石的性能，且更好地定義的圖案可提供例如更尖銳的開關(guān)閃爍及色散的更多原色。已知精密切割最大化施加至鉆石的所有可用光的返回，這是所有刻面彼此精確對準的結(jié)果。
當用此精度切割其刻面反射彼此重疊的鉆石時，此在通常從鉆石的冠部或亭部觀察時產(chǎn)生均勻的千變?nèi)f化圖案。
為了達成此精度，除增加工作時間及成本之外還需要增加石頭浪費。世界上的鉆石的僅一微小部分被切割達到此精度，使得其將示出易碎的均勻圖案。
現(xiàn)在將參考附圖圖1至圖7描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，該優(yōu)選實施例被配置為用于可選擇地觀看響應于與寶石的光可激活特征對應的該寶石的部分的可選擇照射而被激活的該寶石的復數(shù)個光可激活特征中的至少一個光可激活特征。
系統(tǒng)(1)包含具有變化的光發(fā)射特性的第一組led光源(2)，第二組led光源(3)、及第三組led光源(4)，該led光源可操作地安裝至pcb(5)以用于照射寶石(6)。系統(tǒng)亦包含錐形反射器(7)、led分離器(8)、漫射體(9)、用于放大被照射的寶石的光學放大單元(10)、及用于在變化的放大倍數(shù)下觀看被照射的寶石的一個或多個放大的圖像的觀看顯示單元(11)。
本發(fā)明的實施例亦包含用于將寶石(6)安裝于接近于觀看系統(tǒng)(1)的觀看位置中固定裝置組件(12)。固定裝置組件(12)包含可通過轉(zhuǎn)動輪而使鉆石(6)上下移動(沿z方向線性運動)以實現(xiàn)對鉆石的聚焦的升降機。其分辨率高得足以精細聚焦寶石上的標記或特征。
亦提供同軸旋轉(zhuǎn)支撐基底——例如轉(zhuǎn)盤，其具有良好地對準至光學軸的旋轉(zhuǎn)軸，使得一旦鉆石上的標記或特征被良好定位及聚焦，用戶便可通過使此支撐基底旋轉(zhuǎn)(亦即沿著z軸旋轉(zhuǎn)運動)而僅改變定向而不丟失標記視圖中的標記或特征。
一鐵板固定至旋轉(zhuǎn)支撐基底上。其與磁鐵一起工作以生成用以穩(wěn)定環(huán)固持器的姿勢的吸引力。提供塑料軸承(球窩接頭的窩)，借此其上表面允許環(huán)固持器在施加力時在其上平滑地旋轉(zhuǎn)但同時具有足夠高的摩擦力以在不對其施加力時固持環(huán)固持器的姿勢。其下表面亦允許環(huán)固持器沿著鐵板水平地平滑滑動。亦提供標準環(huán)固持器(球窩接頭的球)，借此固持器內(nèi)側(cè)的材料與織物形成用于將環(huán)或耳環(huán)固持于直立定向中的狹槽。其允許沿x方向及y方向的線性運動，以及沿著x軸及y軸的旋轉(zhuǎn)運動。在環(huán)固持器中進一步提供磁鐵，借此其與鐵板一起工作以穩(wěn)定環(huán)固持器的姿勢。
又進一步提供可直接裝設至環(huán)固持器上以用于將赤裸寶石固持于直立定向或顛倒定向中的赤裸寶石固持適配器。又進一步地，亦提供項鏈固持適配器，借此其可直接裝設至環(huán)固持器上以用于固持不同設計及風格的項鏈。適配器的表面具有用于提供足夠摩擦力以用于將項鏈固持于適當位置中的六個槽及橡膠涂層。
又進一步地，提供允許手鐲被固持且在光學裝置下被觀看的手鐲固持器。又進一步地，提供環(huán)帶(girdle)觀看固持器，借此此固持器以90度的彎曲角度固持環(huán)及耳環(huán)，此允許通過光學裝置觀看寶石的環(huán)帶?？傊潭ㄑb置組件的固定裝置通過為光源的定向、聚焦、反射的調(diào)整提供6個自由度以及在光學器件下的寶石的x-y定位輔助待觀看的寶石上的標記或特征的清晰觀看的設定。
描述用于可選擇地觀看寶石(諸如具有切割至其中的復數(shù)個刻面的鉆石)的復數(shù)個光可激活特征的本發(fā)明的實施例。該復數(shù)個光可激活特征可共同形成任何數(shù)量個不同光學可觀看圖案，包含但不限于如圖4中所描繪的“星”形圖案(亦即，包括形成這樣的“星”圖案(17)的8個三角形)、如圖1a中所示出的復數(shù)個8箭頭圖案及如圖1b中所描繪的復數(shù)個8心圖案。將了解，系統(tǒng)可被配置為用于觀看其它類型的寶石、及這種寶石的任何不同類型的切割及配置。
pcb(5)由兩個同心環(huán)(內(nèi)環(huán)及外環(huán))組成。第一光源包含可操作地安裝于pcb的內(nèi)環(huán)上的8個led(2)。從8個led(2)中的每一個發(fā)射的光被配置為以使得對應于寶石的可選擇地被照射的部分的光可激活特征是可觀看的方式可選擇地照射寶石的對應刻面。由于該系統(tǒng)能夠用于觀看具有不同類型的切割的各種不同寶石的光可激活特征，因此可手動地及/或自動地重配置來自第一光源的光發(fā)射的角度/方向以便以由寶石的刻面的照射引起的可選擇地激活對應光可激活特征必要的方式朝向刻面適合地引導來自第一光源的光發(fā)射。
圖5示出響應于根據(jù)給定序列被可選擇地照射的鉆石寶石的對應刻面而可選擇地激活該寶石的光可激活“箭頭”特征(及這種“箭頭”的其若干部分)以用于觀看的示例性序列(由圖框1至18所描繪)。參考圖5的序列，如下總結(jié)該圖框：
-在圖框1中，關(guān)斷第一光源的所有8個led
-在圖框2中，接通第一光源的所有8個led
-在圖框3中，接通第一光源的led#1，關(guān)斷第一光源的所有其它led
-在圖框4中，接通第一光源的led#2，關(guān)斷第一光源的所有其它led
-在圖框5中，接通第一光源的led#3，關(guān)斷第一光源的所有其它led
-在圖框6中，接通第一光源的led#4，關(guān)斷第一光源的所有其它led
-在圖框7中，接通第一光源的led#5，關(guān)斷第一光源的所有其它led
-在圖框8中，接通第一光源的led#6，關(guān)斷第一光源的所有其它led
-在圖框9中，接通第一光源的led#7，關(guān)斷第一光源的所有其它led
-在圖框10中，接通第一光源的led#8，關(guān)斷第一光源的所有其它led
-在圖框11中，接通第一光源的led#1、3、5、7，且關(guān)斷第一光源的led#2、4、6、8
-在圖框12中，接通第一光源的led#2、4、6、8，且關(guān)斷第一光源的led#1、3、5、7
-在圖框13中，接通第一光源的led#1、5，且關(guān)斷第一光源的led#2、3、4、6、7、8
-在圖框14中，接通第一光源的led#2、6，且關(guān)斷第一光源的led#1、3、4、5、7、8
-在圖框15中，接通第一光源的led#3、7，且關(guān)斷第一光源的led#1、2、4、5、6、8
-在圖框16中，接通第一光源的led#4、8，且關(guān)斷第一光源的led#1、2、3、5、6、7
-在圖框17中，接通第一光源的led#2、3、4，且關(guān)斷第一光源的led#1、5、6、7、8
-在圖框18中，接通第一光源的led#6、7、8，且關(guān)斷第一光源的led#1、2、3、4、5
圖6示出響應于根據(jù)給定序列可選擇地照射鉆石寶石的對應刻面而可選擇地激活該寶石的光可激活“心”(及這種“心”的其若干部分)以用于觀看的又一示例性序列(由圖框1至18所描繪)。參考圖6的序列，如下總結(jié)該圖框：
-在圖框1中，關(guān)斷第一光源的所有8個led
-在圖框2中，接通第一光源的所有8個led
-在圖框3中，接通第一光源的led#1，關(guān)斷第一光源的所有其它led
-在圖框4中，接通第一光源的led#2，關(guān)斷第一光源的所有其它led
-在圖框5中，接通第一光源的led#3，關(guān)斷第一光源的所有其它led
-在圖框6中，接通第一光源的led#4，關(guān)斷第一光源的所有其它led
-在圖框7中，接通第一光源的led#5，關(guān)斷第一光源的所有其它led
-在圖框8中，接通第一光源的led#6，關(guān)斷第一光源的所有其它led
-在圖框9中，接通第一光源的led#7，關(guān)斷第一光源的所有其它led
-在圖框10中，接通第一光源的led#8，關(guān)斷第一光源的所有其它led
-在圖框11中，接通第一光源的led#1、3、5、7，且關(guān)斷第一光源的led#2、4、6、8
-在圖框12中，接通第一光源的led#2、4、6、8，且關(guān)斷第一光源的led#1、3、5、7
-在圖框13中，接通第一光源的led#1、5，且關(guān)斷第一光源的led#2、3、4、6、7、8
-在圖框14中，接通第一光源的led#2、6，且關(guān)斷第一光源的led#1、3、4、5、7、8
-在圖框15中，接通第一光源的led#3、7，且關(guān)斷第一光源的led#1、2、4、5、6、8
-在圖框16中，接通第一光源的led#4、8，且關(guān)斷第一光源的led#1、2、3、5、6、7
-在圖框17中，接通第一光源的led#3及6，且關(guān)斷第一光源的led#1、2、4、5、7、8
-在圖框18中，接通第一光源的led#4及7，且關(guān)斷第一光源的led#1、2、3、5、6及8
當可能本質(zhì)上離散地激活(亦即，離散地“接通”或“關(guān)斷”)鉆石上的八心八箭特征的照射時，在某些實施例中，亦可能例如通過使入射于寶石的對應部分上的第一光源led的照射強度變化而可變地激活八心八箭光可激活特征的照射，以沿著強度的可調(diào)范圍可選擇地激活該特征。
如圖5及圖6的示例性光照序列中所示出，為可選擇地一次激活所有8個光可激活箭頭特征及所有8個光可激活心形特征，同時接通第光的所有8個led且照射導致特征的光激活所需要的寶石的對應部分。相反地，為在任意給定時間處關(guān)斷所有8個心形及箭頭，同時關(guān)斷第一光源的所有8個led。當存在可可選擇地被激活以用于在“八心八箭”切割鉆石上觀看的8個心形及8個箭頭時，總共256個不同的照射的光可激活心形圖案及256個光可激活圖案特征可是可觀看的?？赡苣軌蚋鶕?jù)對具有不同類型的切割的不同類型的寶石的預定定序而生成包括光可激活特征的不同數(shù)量的光學可觀看圖案。
包括復數(shù)個彩色led(諸如紅色及藍色led)的第二光源(3)以圍繞pcb(5)的外環(huán)的周邊的均等分布可操作地安裝于該外環(huán)上。在這些實施例中，彩色led被配置為在任意給定時間照射寶石以提供特定背景色彩，該特定背景色彩被感知以形成匹配正觀看的圖案的主題的適當氛圍。在該實施例中，獨立led燈泡是彎曲的，使得從彩色led發(fā)射的光指向光漫射體(9)，該光漫射體輔助將彩色光發(fā)射從點源變換成相對柔和地展開及均等地分布的彩色光源發(fā)射。在圖4中通過示例的方式，示出補充光學可觀看的光激活的星形特征(17)圖案的圖案的藍色背景(16)。
包括復數(shù)個白色led的第三光源(4)亦以圍繞pcb(5)的外環(huán)的周邊的均等分布操作地安裝于該外環(huán)上。接通所有8個白色光led且使寶石在固定裝置組件(12)上旋轉(zhuǎn)以產(chǎn)生可觀看閃爍效果。在替選實施例中，可使用其它適合布置及技術(shù)產(chǎn)生閃爍效果以便補充光學可觀看的光可激活特征序列的美感。
如將理解，寶石與第三光源之間的相對旋轉(zhuǎn)移動將提供寶石的部分的更漸變的照射，且因此可提供更自然的閃爍效果。此可與led的順序激活組合。本領(lǐng)域技術(shù)人員將了解，可使光源旋轉(zhuǎn)且使寶石保持固定，或反之亦然。
本領(lǐng)域技術(shù)人員亦將了解，當所有三個光源被示出為在同一pcb(5)上且在自寶石的相同高度處時，在其它或替選實施例中光源可是單獨的且處于不同高度處。例如，第三光源可位于更靠近于寶石處或?qū)毷旅?，且可在不背離本發(fā)明的情況下在不同實施例內(nèi)利用適當反射器及/或不同彩色光。
在這些實施例中，光學放大單元(10)包含具有朝向待觀看的鉆石向下延伸的物鏡的雙相機顯微鏡。顯微鏡系統(tǒng)由具有不同放大率的2個光學路徑組成。光在通過物鏡之后由半透明鏡分裂。沿著具有0.3x的放大率的總視圖路徑透射一定量的光。此路徑中的相機捕獲寬廣范圍的視圖，其覆蓋高達大約5克拉圓形鉆石的大小的整個寶石。沿著具有4.5x的放大率的標記視圖路徑透射剩余量的光。此路徑中的相機捕獲覆蓋寶石上的標記的高度的僅大約3倍的放大視圖。此放大率亦覆蓋常見標記，諸如鉆石的環(huán)帶上的gia標記。
雙相機系統(tǒng)的優(yōu)點是：一旦物體焦點對準，當用戶在總視圖與標記視圖之間切換時便不需要再次重新聚焦。用戶可選擇僅顯示總視圖或標記視圖，或者一個視圖作為主要屏幕及另一視圖作為重疊于其上的次要屏幕。兩個ccd的位置被調(diào)整以滿足以下要求：
(i)一旦標記視圖焦點對準，總視圖亦焦點對準。
(ii)總視圖的中心對準至標記視圖的中心。
(iii)同軸光點的中心對準至總視圖及標記視圖兩者的中心。
在調(diào)諧之后的ccd中心被定義為光學系統(tǒng)的軸。此允許用戶利用總視圖來搜索標記視圖中的標記。例如，若標記被雕刻在寶石的臺面上的中心處，則用戶可通過簡單地將寶石中心對準至總視圖的中心而粗略地定位標記視圖中的標記。
設計可移動蓋以包含聚焦點。該可移動蓋由電動機致動且其上下運動由觀看器殼體上的兩個按鈕控制。
當打開蓋時，允許用戶在觀看器中的光學器件下放入及取出寶石且調(diào)整固持固定裝置以用于標記的清晰顯示。
當關(guān)閉蓋時，其具有兩個功能，
(i)通過阻擋激光從觀看器出去而保護用戶。
(ii)消除環(huán)境光照的擾動。
用戶可出于以下目的而使用總視圖：
(i)將寶石上的任意點對準至光學中心以用于通過標記視圖觀看。
(ii)調(diào)整寶石表面的傾斜角。若寶石臺的傾斜角垂直于光學軸，則從寶石臺面反射其中心與光學中心對準的整個同軸光點。
(iii)此兩個功能又輔助操作者在標記視圖中找到寶石上的標記。
(iv)顯示形狀且切割寶石。
(v)顯示寶石的特定圖案。例如，鉆石的8箭頭圖案及8心圖案。
(vi)顯示寶石的閃爍效果。
用戶可出于以下目的而使用標記視圖：
(i)觀看寶石的臺表面上的標記(通過同軸光或激光、或者同時通過兩者照亮)
(ii)觀看寶石的環(huán)帶上的標記
設置pcb(5)的同心環(huán)以便環(huán)繞顯微鏡的物鏡。錐形反射器具有中心開口，該中心開口被塑形且被定尺寸以允許來自顯微鏡的光學器件內(nèi)的同軸發(fā)射的光通過其且允許從正被照射的鉆石反射的光返回穿過以用于通過顯微鏡觀看。這提供了實質(zhì)上平行于顯微鏡的光學軸的光。光源上的光圈控制投影在顯微鏡的焦點平面上的同軸光的點大小。
為了在用顯微鏡觀看期間的最少的光反射，錐形反射器內(nèi)表面的顏色是黑色的。錐形反射器外表面的顏色是白色，使得由內(nèi)環(huán)上的第一光源(2)的8個led發(fā)射的光最大限度地朝向物體反射。設計圓錐體的角度使得(與顯微鏡系統(tǒng)的特定工作距離對應)由8個led中的每一個發(fā)射的光以特定入射角度朝向顯微鏡的聚焦點反射。錐形反射器的尺寸提供從大約75度至大約83度的光照角度。此角度滿足對顯示鉆石的8箭頭或8心形圖案的要求。而且，為輔助將來自第一光源(2)的8個led中的每一個的光朝向鉆石引導以可選擇地照射可選擇地激活諸如鉆石的心形或箭頭的光可激活特征所需要的鉆石的對應部分，led是彎曲的，使得其水平向內(nèi)指向錐形反射器的外表面。
錐形反射器(7)的外表面包含分離器(8)結(jié)構(gòu)，該分離器結(jié)構(gòu)將錐形反射器分離成由每側(cè)上的分割壁定界的8個均等地分布的區(qū)域。由特定led發(fā)射的光入射于僅分割壁之間的反射器的各自的區(qū)域上，且入射于反射器的各自的區(qū)域上的光又從反射器反射于鉆石上，以照亮鉆石的特定特征。分離器的顏色是黑色，以減少通過其的任何光反射。
本發(fā)明的實施例亦包含被配置為提供以下功能性的電子系統(tǒng)：
關(guān)于mcu(15)，其進一步被配置為用于與第一光源(2)、第二光源(3)及第三光源(4)操作地接口連接，以便致使光源根據(jù)可視顯示單元上的預定照射圖案序列來照射與寶石(6)的光可激活特征對應的寶石的刻面，該可視顯示單元例如可以是置于系統(tǒng)(1)上的電視顯示器或經(jīng)由無線通信鏈路(諸如基于wi-fi、uhf、nfc、藍牙的無線通信鏈路或任何其它以適合方式配置的無線技術(shù))的智能電話顯示屏幕。預定照射圖案序列的顯示被配置為用于與音樂音軌同步，以便可視地補充該音樂音軌。
本發(fā)明通過提供提供了可選擇地觀看寶石的復數(shù)個光可激活特征中的至少一個光可激活特征的方法、系統(tǒng)及裝置來提供優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的明顯優(yōu)點。這樣的方法、系統(tǒng)及裝置提供：
(1)光可激活特征的獨立光照，
(2)以及對激活哪一特征及其何時被激活的控制。
如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知，已知切割最大化施加至鉆石的所有可用光的返回，這是所有刻面彼此精確對準的結(jié)果。此影響具有這種等級的切割(諸如“八心八箭”切割)的鉆石的價值。
而且，如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知，“八心八箭”現(xiàn)象隨切割精度而變化，且當鉆石可展現(xiàn)此圖案時，缺點包含：
-心形和從v的變化的分離不一致
-心形尖端與v之間的不均等分離，
-心形是類似的，但未被良好塑形且開始分離
-歪曲的心形及不對稱外觀使此圖案不可接受。
-箭頭因“旗標、副作用及聚類”而扭曲且是不可接受的。
-副作用使箭頭扭曲且使圖案微弱。
-歪曲且不對稱的箭頭、三角形亦是散亂的，從而示出弱對稱性。
-箭頭是不對稱的且由于冠部及亭部的陡峭及變化角度而不均等地“照亮”。
本發(fā)明將光可激活特征的獨立光照及對激活的特征的控制的概念用于以下應用：
(i)展示寶石的切割精度的品質(zhì)
(ii)輔助寶石的評分及評級
(iii)識別寶石，包含以下方面：
○評估真實性
○寶石識別
○展示起源
○安全性識別
○防偽
當使用技術(shù)及設備的這種寶石觀看的圖案允許觀看及評估圖案時，同時顯示整個圖案。
這由于彼此重疊從而形成該圖案的刻面反射而不允許觀看或評估包括該圖案的獨立特征。
如此，當在同時激活所有光可激活特征時觀看整個圖案(如在現(xiàn)有技術(shù)中)時，對圖案的光學評估可遮掩形成該圖案的獨立特征之間的差異，因此阻止獨立評估。
本發(fā)明通過提供待觀看的圖案的獨立特征(與現(xiàn)有技術(shù)相反)而提供：
(a)切割精度的增加的光學評估
(b)圖案的獨立特征的光學表征
因此，可如下使用本發(fā)明。
銷售環(huán)境
通常通過向客戶展示圖案的對稱性及質(zhì)量而在市場上出售寶石，諸如八心八箭的精密切割。這種展示向客戶指示切割對稱性的質(zhì)量，客戶可使用顯示圖案的現(xiàn)有觀看裝置觀看這種鉆石。
本發(fā)明允許獨立特征被展示為圖案的獨立特征以用于鉆石的精度的更高的可視指示，且允許增強的檢查，而不具有來自反射形成圖案的其它特征的干涉。
進一步地，這種獨立特征的激活的可控制性提供用以提供預定特征或多特征顯示例程的能力。
因此，圖案的獨立光學可觀看特征及其控制對于商業(yè)目的是有利的，且支持評估的切割質(zhì)量。這可以以例如批發(fā)或銷售點方式執(zhí)行。在銷售點處，客戶可容易地看到鉆石具有導致特定圖案的切割參數(shù)，包含獨立特征檢查。
評分
本發(fā)明通過允許根據(jù)標準表征及映射圖案的獨立特征且提供評級制度，而提供用于刻面定向及精度的增加的參數(shù)化的非接觸方法。
本發(fā)明允許在不必需復合三維量測設備的情況下評估切割參數(shù)，且允許在銷售點環(huán)境中容易地向客戶展示寶石的等級。
識別
通過提供增加的寶石切割表征，本發(fā)明允許評估寶石的多個切割參數(shù)，從而提供待關(guān)于獨立寶石形成的獨特數(shù)據(jù)集。
如此，可在不使用正提供至寶石的表面的標記的情況下識別寶石。
工業(yè)及商業(yè)應用包含評估真實性、寶石識別、展示起源、安全識別及防偽度量。
在本發(fā)明的實施例中，可采集光學地獲取的數(shù)據(jù)，及從其產(chǎn)生的數(shù)據(jù)集。
在其它實施例中，本發(fā)明的裝置及系統(tǒng)可提供對寶石的刻面上的標記的觀看。
因此，系統(tǒng)可進一步包含同軸光作為除安裝于pcb上的第一、第二或第三光源以外的進一步光源。同軸光源可從光學獲取裝置內(nèi)發(fā)射，且其用于觀看諸如突出標記及雕刻的標記的標記、諸如永久性標記、gia標記及諸如此類的其它標記。
可提供額外光源以用于在標記在可見光光譜中是非光學可檢測的時觀看特定標記。
突出的標記
可通過形成于寶石的拋光的刻面的外表面上的一個或多個突出提供這樣的標記，其中固態(tài)材料的該拋光的刻面具有小于50nm的平均表面粗糙度。
寶石可具有形成的復數(shù)個突出，該突出為納米大小以便提供由于光學限制中的瑞利判據(jù)而對于肉眼不可見的信息標記，且該一個或多個突出布置成通過指定光照條件且通過配備相機的顯微鏡在可見及不可見光范圍中可觀看的周期性陣列。
在實施例中，一個或多個突出與毗鄰突出鄰接，以便形成布置成通過指定光照條件且通過配備相機的顯微鏡在可見及不可見光范圍中可觀看的周期性陣列的連續(xù)納米突出標記。
根據(jù)本發(fā)明的一系統(tǒng)或裝置可進一步包含用于照射該標記以用于通過光學放大單元檢測及觀看該標記的又一光源，其中在施加特定光照條件光學觀看條件之后該光學觀看單元可在可見及不可見光范圍中觀看該標記。
通過包含以下步驟的方法形成寶石上的這樣的標記：以使頂部表面材料突出的方式朝向該寶石的拋光的刻面的外表面施加聚焦的惰性氣體離子束局部輻射；其中來自該該聚焦的惰性氣體離子束輻射的聚焦的惰性氣體離子穿透該寶石的該拋光的刻面的外表面；且輻射的聚焦的惰性氣體離子在壓力下導致該寶石該外表面下面的固態(tài)晶格內(nèi)的膨脹應變以便誘導該固態(tài)晶格的膨脹，且在該寶石的該拋光的刻面的該外表面上形成突出。該聚焦的惰性氣體離子束具有在從5kev至50kev的范圍內(nèi)的波束能量及1fa至200pa的探針電流，且該固態(tài)晶格呈單晶體、多晶體的形式或非晶形式。
不規(guī)則實體標記
本發(fā)明的系統(tǒng)或裝置可提供寶石的表面的拋光的刻面的一部分上的物品上的又一可識別標記的讀取，且可進一步包括：
光源，其用于與該可識別標記成預定入射角度的具有一個或多個預定波長的入射光；及
光學觀看裝置，其用于借助光學觀看裝置以該必需觀看角度觀看該可識別標記使得檢測到局部極大值，
其中該可識別標記包括通過復數(shù)個離散的納米大小的凹陷的或突出的實體的二維或三維晶格形成的納米結(jié)構(gòu)，其中該實體以相對于彼此的預定布置而布置在該拋光的刻面的預定義區(qū)域內(nèi)，且使得形成該物品的該刻面與空氣之間的外界面表面且形成該物品的該刻面與空氣之間的內(nèi)界面表面；
其中所述實體的所述預定布置是非均勻及非周期性布置，且其中所述實體被定大小且被塑形以便在入射光的反射之后導致光學散射，且從該內(nèi)界面表面至該外界面表面的距離大于該拋光的刻面的該未標記部分的幅值；
使得在通過該晶格以與該晶格的預定入射角度反射具有一個或多個預定波長的入射光之后，誘導歸因于從該晶格的光散射的干涉，使得反射光具有強度變化從而提供一個或多個波長的一個或多個局部極大值；且
可借助以必需觀看角度傾斜的該光學觀看裝置識別所述標記使得檢測到局部極大值。
該非光學可檢測可識別標記在可見光光譜中是非光學可檢測的，在紫外線(uv)光譜中是可觀看的，且該系統(tǒng)包含用于照射所述標記的紫外線光源。
該系統(tǒng)或裝置可進一步包含用于觀看該標記的差動干涉對比(d1c)顯微鏡或掃描電子顯微鏡(sem)。
這種標記是光學不可見的，且紅色激光可包含于該系統(tǒng)內(nèi)，以便激活這樣的標記且使其可觀看。
其它標記
可通過包含以下步驟的方法形成可由系統(tǒng)或裝置檢測的其它標記：
(i)在施加至由固態(tài)材料形成的物品的外表面的光阻劑的預定區(qū)域內(nèi)形成復數(shù)個凹陷，其中通過雙光子吸收光刻形成該復數(shù)個凹陷且其中該一個或多個凹陷至少部分地穿過該光阻劑且從該光阻劑的外表面且朝向由固態(tài)材料形成的該物品的該外表面延伸；且
(ii)施加蝕刻處理使得曝露且蝕刻該物品的該外表面的至少一部分以便形成從該物品的該外表面延伸至該物品中且與對應該復數(shù)個凹陷的復數(shù)個蝕刻部分；其中該光阻劑的該預定區(qū)域定義待施加至該物品的該外表面的可識別標記；其中該復數(shù)個蝕刻部分在該物品的該外表面上形成該非光學可識別標記；且其中該蝕刻部分的最大寬度小于200nm，使得該可識別標記在可見光光譜中是非光學可檢測的。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將了解，本文中所描述的本發(fā)明易發(fā)生除具體描述的那些變化及修改以外的變化及修改而不背離本發(fā)明的范疇。本領(lǐng)域技術(shù)人員明了的所有這種變化及修改應被視為歸屬于如前文廣泛描述的本發(fā)明的精神及范疇內(nèi)。應理解，本發(fā)明包含所有這種變化及修改。本發(fā)明亦包含說明書中獨立地或共同提及或指示的所有步驟及特征，以及該步驟或特征中的任何兩者或兩者以上的任何及所有組合。
此說明書中對任何現(xiàn)有技術(shù)的提及不且不應被視為該現(xiàn)有技術(shù)形成共同常識的一部分的承認或任何形式的建議。
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